桥梁勘察报告

1概述1.1工程概况随着鄂尔多斯城市经济的快速开展，鄂尔多斯市成为国家级能源化工基地，成为呼包鄂城市群中心城市区域经济的主要增长点。为继续提高城市核心竞争力，调整产业结构，改变原工业开展中总量小、增长粗放、开展缓慢、污染严重、科技含量较低等问题，鄂尔多斯市市委市政府提出建立东胜区机械装备业制造基地，以高起点、高科技、高效益、高产业链、高附加值、高度节能环保“六个高”的新型工业化开展思路，推进工业园区开展循环经济，构筑产业集群，开创工业化开展的新局面。机械装备制造业基地位于东胜区罕台镇境内，场地内地势较为平缓，略呈缓坡状起伏。距康巴什新区9km，东距210国道0.7km，南距青春山50万伏变电站2.8km，西至补洞沟河沿，北至打坝渠，面积约为25km2。本次实施的根底设施包括产业区内道路、场平、供水、供热、供电、供气、排污及处理、排水〔雨水〕、通信、弱电、绿化等工程。拟建桥梁位于机械装备制造业基地内，为该工程的子项之一。四座桥梁横跨区内唯一季节性雨水冲沟——补洞沟，连接补洞沟两岸待建道路。受鄂尔多斯市东胜区经济贸易局委托，中国市政工程西北设计研究院承当了鄂尔多斯市东胜区机械装备业制造基地工程补洞沟桥梁的岩土工程勘察任务。根据设计要求，本次勘察分两个阶段进行。初步勘察野外工作开始于2007年11月14日，结束于2007年12月4日，历时21天，对拟建补洞沟1桥、2桥、3桥及4桥进行初步岩土工程勘察；2008年3月6日，建设单位委托我单位对本工程进行岩土工程详细勘察工作，拟建补洞沟4桥由于桥位更改，不在本次详细勘察任务之列，故我院对补洞沟1～3号桥进行了岩土工程详细勘察工作。为保证成果资料的完整性与统一性，满足设计部门的使用要求与方便，我院综合初步勘察与详细勘察成果，编制本报告书。1.2勘察目的与任务根据拟建工程方案设计及拟建场地工程地质条件，按照《市政工程勘察标准》，拟建场地为Ⅱ类，拟建桥梁为中桥；按照《岩土工程勘察标准》〔GB50021-2001〕，确定本工程岩土工程勘察等级。拟建主要构〔建〕筑物工程重要性等级为二级、场地复杂程度等级为二级，地基复杂程度等级为二级，综合分析确定本工程岩土工程勘察等级为乙级。本阶段岩土工程勘察按详细勘察要求进行，其目的是为本工程施工图设计阶段的地基根底设计及工程施工提供工程地质资料和岩土工程设计参数，并提出相应的建议。依据相应标准要求，结合拟建场地地质条件及拟建工程特点，确定本工程勘察工作的具体任务为：〔1〕调查了解拟建桥位场地的地形地貌与环境地质条件，详细查明拟建场地是否存在不良地质作用及可能存在的不良地质作用的类型、成因、分布范围、开展趋势以及对工程平安和场地稳定性的影响，对场地的稳定性做出评价，提出防治或整治措施的建议。〔2〕详细查明拟建场地地层结构，说明拟建场地勘探深度范围内地基土的分布规律、工程地质特征及其物理力学性质，提供场地地基土物理力学性质指标，确定各层地基土的承载能力。〔3〕详细查明拟建场地地下水的类型、埋藏条件、水位变化幅度与规律；查明含水层的颗粒组成、渗透系数与补排条件；查明地下水水质状况，判定地下水对建筑材料的腐蚀性，分析评价地下水对地基根底设计与根底施工的影响。〔4〕查明场地地震地质条件，划分场地土类型和场地类别；查明可能产生地震液化的地层分布及液化程度，分析评价场地和地基的地震效应，为构〔建〕筑物的抗震设计提供依据。〔5〕对场地工程地质条件和岩土工程性质做出综合评价，测试岩土的物理力学性质，提供根底设计参数，提供可选的桩基类型和桩端持力层，并针对桩基提出相应的估算单桩极限承载力标准值的有关岩土设计参数。1.3勘察工作依据本次勘察所依据的技术标准与标准：〔1〕《公路工程地质勘察标准》〔JTJ064-98〕；〔2〕《公路桥涵地基与根底设计标准》〔JTGD63-2007〕；〔3〕《市政工程勘察标准》〔CJJ56-94〕〔3〕《公路工程抗震设计标准》〔JTJ004-98〕；〔4〕《岩土工程勘察标准》〔GB50021-2001〕；〔5〕《建筑抗震设计标准》〔GB50011-2001〕；〔6〕《工程岩体试验方法标准》(GB/T50266-99)。1.4勘察方案(1)勘探手段确实定针对拟建场地的岩土工程条件，结合拟建桥梁的特点，本次勘探采用钻探、标准贯入试验、动力触探试验、物探试验和室内试验相结合的勘探手段进行。利用钻探查明拟建场地地层结构；采用重型〔N63.5〕动力触探和标准贯入等原位测试手段判定地基土的力学性质；室内试验判定地基岩土的物理力学性质；物探试验获取场地岩土的剪切波速，确定场地覆盖层厚度及等效剪切波速，进行地震效应评价，为抗震设计提供依据，同时，配合钻探及岩石强度试验资料，进行场地砂岩的风化程度划分。(2)勘探工作量布置本次详细勘察阶段，在初步勘察的根底上，勘探点位置根据拟建桥梁墩〔台〕位置布置，勘探线垂直于补洞沟轴线，采取一墩〔台〕一孔的布孔原那么，每个拟建桥位布置钻孔8～16个，钻孔间距12-23m，要求勘探孔进入微风化砂岩5.0m以上，预估孔深40.0～45.0m，一般性孔及测试孔预估孔深35m。共布置勘探点36个〔其中初勘点位13个〕钻孔位置现场采用全站仪实地测放。(3)原位测试试验在一定数量的钻孔中进行原位测试试验，其中在砂类土中进行标准贯入试验，在砾石层和强风化砂岩层中进行重型动力触探试验，以判定地基土力学性质。标准贯入试验从地面下1.0m开始，每隔1.0m进行1次；重型动力触探试验从砾石层面开始连续贯入，以锤击数大于30击/10cm为终止条件。采用面波法进行场地剪切波速测试，每个桥位布置测试点1个。共布置面波测试点3点，(4)取样在每个桥位处的砂层及圆砾层中各层采取4～６组扰动样；采取地下水1～2组。在3个桥位12个勘探孔的砂岩中风化及微风化层中各采取岩芯样一组，共24组。(5)室内试验室内土工试验分析工程按工程性质及设计要求进行。对采取的粗颗粒扰动样进行颗粒分析试验，水样进行常规水质简分析试验。对采取的岩石样，进行室内物理性质试验和强度试验，具体试验工程为：干密度、视密度、含水率以及天然状态、饱和状态、枯燥状态单轴极限抗压强度。1.5完成工作量统计初步勘察野外工作开始于2007年11月14日，结束于2007年12月4日，历时21天，共投入XY-150型岩芯钻机3台，人员共计16人于2007年12月10日提交正式初步勘察报告。详细勘察野外工作开始于2008年3月10日，结束于2008年3月22日，历时13天，共投入XY-150型岩芯钻机4台，技术人员两名，技术工人16人，人员共计18人。初步勘察与详细勘察实际完成的工作量见表1.5-1。〔含补洞沟四桥工作量〕勘察工作量统计表表1.5-1勘探手段孔数〔个〕工作量测量勘探点4682个钻探钻探孔461790.7m原位测试动力触探试验1328.7m室内试验颗分试验1224件岩石试验1424组水质分析36组工程物探剪切波速4120m2自然环境与区域地质概况2.1气候、气象东胜属于温带大陆性气候，主要受西北环流与极地冷空气的影响，具春季干旱，夏季湿热，秋季凉爽，冬季寒冷的气候特征，冬长夏短，四季清楚。年平均最高气温23.7℃,极端最高气温36.7℃,年平均最低气温-13.3℃，极端最底气温-32.6℃。降雨主要集中于6～8月，年平均降雨量351.1mm，蒸发量2500mm。年平均湿度为51%左右。光照资源丰富，年日照时数为2818.3小时，无霜期135天，区域冬季主导风向为西北风，夏季主导风向为西南风，年平均风速为1.8m/s，年最大风速27m/s。标准冻结深度按1.5m考虑。2.2地形、地貌及水文条件东胜区机械装备业制造基地工程地处鄂尔多斯高原中东部丘陵沟壑区，区内部有阿布亥河沟，东部为吉鲁庆河沟，基地范围内地形起伏变化较大，用地北部以及东北部为连续丘陵，高差较大，地势由东北向西南逐渐降低，区内最大高程为1456m，最小高程为1330m，最大高差变化主要集中在东北部，高差约80m左右。场地内主要的地貌类型有丘陵、沟谷、丘陵间洼地与风积砂丘，微地貌单元发育，局部地段人为活动较多。布洞沟为一季节性产生洪流的大型冲沟，呈南北向穿越本区的西部，沟体宽度40～90m，沟道顺直，岸坡稳定，沟底平缓，沟槽相对深度1～3m。为北部山区地表水汇流聚集长期冲刷形成，雨季可见有洪流通过，现各沟内低洼处见少量地表积水。2.3地质构造在区域地质构造上，拟建场地位于华北块体内阴山隆起带和鄂尔多斯隆起两个次级构造单元上。阴山构造带形成较早、规模大，内部结构复杂，构造变动强烈，岩浆活动频繁，现代构造运动强烈，近代地震活动频度高、强度大；鄂尔多斯隆起形成较晚、规模较大，但内部结构简单，构造运动单一，是华北块体内最稳定和完整的构造单元。2.4地层、岩性拟建桥位及其附近的地层结构比拟简单，上部为第四纪松散堆积物，主要为砂类土，厚度3.0-6.0m，其下部地层主要为全风化、强风化的白垩系砂岩、砂砾岩或泥〔页〕岩等，厚度超过100m。3补洞沟一桥拟建的补洞沟一桥横跨补洞沟，大致以东西向连接拟建中环大道北段，桩号范围K5+978.413～K6+025.493m，桥型为预应力混凝土连续梁桥，孔跨布置为2×23.5m，桥长47m，拟采用机械成孔钻孔灌注桩。详见图3-1：补洞沟一桥桥型图。图3-1：补洞沟一桥桥型图3.1场地工程地质条件3.1.1场地地形地貌与不良地质作用拟建桥梁场地微地貌上属补洞沟河漫滩。桥址范围内因采石场开挖形成水坑及砂石堆，地形起伏较大，地面高程介于1363.20～1366.78m。桥梁西侧岸坡因流水冲刷形成陡坎，与沟底高差达2.0-3.0m，基岩裸露；东侧地形呈缓坡状，高程略高于沟底约1.0m，坡面因人为活动形成水坑，面积约30m2，水深小于0.5m。见图3.1-1：补洞沟一桥场址全貌场地除人为活动挖填形成水坑及砂石堆外，未见滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用发生，沟谷两岸岸坡现处于稳定状态。图3.1-1：补洞沟一桥场址全貌3.1.2水文地质条件根据勘察结果，在各钻孔内均揭露地下水，地下水属第四系孔隙潜水，主要赋存于补洞沟冲洪积成因的砂类土及砾石层中，水量较丰富。地下水埋深一般为0.6～2.0m，相应高程1364.19～1363.98m。在低洼处地下水出露，形成水坑，水深小于0.5m。场地全风化砂岩，裂隙较发育，赋存少量基岩裂隙水，水量极小。3.1.3场地地层结构根据勘探揭露，拟建桥址场地地层结构较为简单，自上而下地基土主要由第四系冲洪积中细砂、圆砾及白垩系砂岩组成。依据野外钻探、测试及土工试验分析结果，将各地层岩性特征与分布状况综述如下：②-1中细砂(Q4al+pl)：褐黄色～黄褐色，主要成份为石英、长石等，含暗色矿物，颗粒次棱角状，分选中等，局部夹有角砾及粉土薄层，薄层一般厚度0.1～0.5m。稍湿，松散～稍密状态。②-2圆砾(Q4al+pl)：杂色，以灰白色、青灰色为主，母岩成份主要以砂岩为主，颗粒呈亚圆形，磨圆度较好，分选性差，以混砂充填，含砂量大，局部夹薄层中细砂、砾砂透镜体，圆砾粒径一般为0.5～2cm，偶见大于5cm的颗粒，分布不均。该层呈松散～中密状。③-1全风化砂岩(K2)：棕红色、褐红色夹灰白色条带，全风化状，以细砂岩为主。钻进容易，岩芯呈砂土状，手捏即成散体，遇水即软化崩解。该层埋深1.6～3.7m，高程介于1363.44～1362.10m，层厚一般为1.5～2.1m。③-2强风化砂岩(K2)：棕红色、褐红色夹灰白色条带，强风化状，以细砂岩为主，夹薄层中粗砂岩及砂砾岩。钻进容易，岩芯呈长柱状，断面参差不齐，风化裂隙较发育，岩体遇水软化，为极软岩。层面埋深3.6～6.3m，高程介于1361.94～1359.38m。③-3-1中风化砂岩(K2)：灰白色、淡灰绿色夹褐红色条带，中风化状，倾角10～15o，以细砂岩为主，夹薄层中粗砂岩及泥岩薄层，局部夹硬质砂岩，钻进进尺较慢，岩芯呈长柱状，断面较齐，风化裂隙不发育。本层埋深14.6～16.4m，高程介于1350.88～1348.61m。③-4-1微风化砂岩(K2)：灰白色、淡灰绿色，偶夹褐红色条带，微风化状，倾角10～15o，以细砂岩为主，夹薄层中粗砂岩及泥岩薄层。钻进进尺慢，岩芯呈长柱状，断面整齐，风化裂隙不发育。本层层面埋深37.3～39.7m，相应高程1328.88～1325.09m，本次勘探未揭穿该层。3.2场地地震效应3.2.1剪切波速测试及场地类别划分本次勘察在场区进行了波速测试，试验结果见图3.2.1和表3.2.1。图3.2.1YQ7钻孔剪切波速频散曲线剪切波速Vs〔m/s〕测试成果表深度(m)波速〔m/s〕深度(m)波速〔m/s〕深度(m)波速〔m/s〕120011348215082240123682252731641338723542416814400245605184154152557962081643226600722817440276128256184642862992961947629648103202049630656由表3.2.1可知，测试点覆盖层厚度21m，岩土层等效剪切波速值285m/s，场地土属中硬～中软场地土，综合判定工程场地类别为Ⅱ类。3.2.2场地抗震设计参数拟建场地的地层结构比拟简单，上部为第四纪松散堆积物，主要为砂类土，厚度2.1～3.1m，其下部地层为白垩系砂岩，厚度大于100m。根据《中国地震动峰值加速度区划图》及《建筑抗震设计标准》，本区抗震设防烈度为7度，设计根本加速度值为0.10g，所属的设计地震分组为第三组。3.2.3砂土液化评价本工程场地沟内因采石场的采挖，沟内冲洪积中细砂已根本挖除，圆砾出露；补洞沟南侧中细砂层厚度0.6m，地下水水位埋深2.1m，水位处于圆砾层中。因此，本场地可不考虑饱和砂土液化问题。3.3场地工程性质分析与评价3.3.1地基岩土物理力学性质分析与评价3.3.1.1、地基土原位测试1〕重型动力触探试验为评价场地圆砾层的密实程度和均匀性，进行了N63.5重型动力触探试验。试验结果统计详见表3.3.1-1。圆砾②-2动力触探试验结果统计表表3..3.1-1实测值〔J/10cm〕修正值〔J/10cm〕统计数29统计数29最大值13最大值12.8最小值3最小值3平均值8.1平均值8.0密实程度松散～稍密密实程度松散～稍密动力触探统计结果说明，场地圆砾层密实程度不均匀，动探击数变化范围较大。随深度增加，动探击数无明显规律性，圆砾多呈松散～稍密状态。本次勘探亦在全风化砂岩中进行了N63.5重型动力触探试验。试验结果统计详见表3.3.1-2。动力触探统计结果说明，随深度增加，动探击数略有增加，全风化砂岩呈稍密状态。全风化砂岩③-1动力触探试验结果统计表实测值〔J/10cm〕修正值〔J/10cm〕统计数4统计数4最大值8最大值7.8最小值6最小值5.9平均值7.3平均值7.1密实程度松散～稍密密实程度松散～稍密2〕颗粒分析为评价地基土颗粒组成，对中细砂层及圆砾层分别采取扰动样进行颗粒分析试验，根据试验结果，砂层颗粒组成不均匀，主要以中砂及细砂为主，局部为粗砂。圆砾中砾石含量分布不均，局部样品颗分定名为砾砂。详见附表：土工实验成果报告表。3.3.1.2地基岩土物理力学性质室内试验为了解桥址场地地基岩土的物理力学性质，对该场地中风化和微风化砂岩的物理力学性质进行室内岩石试验，其试验结果见附表：岩石试验成果表。根据试验结果，对各层地基岩土的物理力学性质进行分层统计，其统计结果表3.3.1-3和表3.3.1-4。统计结果说明，中风化砂岩块体密度平均值2.41g/cm3，饱和状态单向抗压强度0.17MPa，枯燥状态单向抗压强度7.08MPa，软化系数0.02，属可软化的极软岩，岩体根本质量等级为Ⅴ类。微风化砂岩块体密度平均值2.39g/cm3，饱和状态单向抗压强度0.13MPa，枯燥状态单向抗压强度6.03MPa，软化系数0.02，属可软化的极软岩，岩体根本质量等级为Ⅴ类。由统计表可知：风化砂岩具有遇水软化，强度大幅度降低的特性，岩石试样含水量变化对其强度有较大影响。中风化砂岩③-3物理力学指标统计表统计工程块体密度g/cm3干块体密度g/cm3含水率％单向抗压强度(MPa)软化系数饱和天然枯燥统计频数3333333最大值2.432.2110.440.351.777.790.05最小值2.372.159.300.030.656.160.01平均值2.412.199.990.171.297.080.02微风化砂岩③-4物理力学指标统计表统计工程块体密度g/cm3干块体密度g/cm3含水率％单向抗压强度(MPa)软化系数饱和天然枯燥统计频数3333333最大值2.412.2110.220.142.337.790.03最小值2.362.149.180.071.705.040.01平均值2.392.189.710.131.936.030.023.3.2地下水与地基土腐蚀性试验与评价根据一组钻孔地下水及一组地表水水样水质简分析结果〔见附表：水质分析试验成果表〕，地下水腐蚀性评价如下：本场地地下水属HCO3-Ca·Mg型水，PH值7.95，SO42-含量38.90mg/l，Cl-含量28.01mg/l；地表水属HCO3-Ca·Mg型水，PH值8.28，SO42-含量422.66mg/l，Cl-含量35.10mg/l。依据《岩土工程勘察标准》(GB50021-2001)中的有关规定，按I类环境类型，具干湿交替作用判定，地下水对混凝土结构不具腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性；地表水对混凝土结构具弱腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。根据《公路工程地质勘察标准》〔JTJ064-98〕，按I类环境判定，地下水、地表水对混凝土均不具腐蚀性。3.4桩基分析与评价3.4.1桩基持力层的选择拟建补洞沟一桥是跨径短、荷载小、对不均匀沉降要求较高的中型桥梁。考虑到河流冲刷及浅部地基土分布不均匀，工程性质较差，采用桩根底将上部荷载传递于深部强度高、分布连续且稳定的地基土上，是拟建桥梁较理想的根底型式。分布于拟建场地中部的中风化砂岩③-3，层面埋深14.6～16.4m，高程介于1350.88～1348.61m，厚度一般介于22.0～25.1m，该层强度较高，层位较稳定，分布连续，厚度较大，在保证平安、经济合理的条件下，本层是较理想的根底持力层。分布于拟建场地下部的微风化砂岩③-4层，层面埋深一般在37.3～39.7m之间，相应高程一般在1328.88～1325.09m之间，厚度大于50.0m，该层强度高，层位稳定，分布连续，是良好的根底持力层。根据桥位区的地层及岩性分布特点，建议采用桩根底，以中风化砂岩③-3作为桩端持力层，成桩方式可选择机械成孔钻孔灌注桩。3.4.2桩基设计参数确实定当采用机械成孔钻孔灌注桩根底时，根据原位测试和室内试验成果，按照《公路桥涵地基与根底设计标准》〔JTGD63--2007〕的规定，确定各岩土层的承载力根本容许值及钻孔桩桩侧土的摩阻力标准值见表3.4.2。地基岩土承载力根本容许值及土的摩阻力标准值地层名称承载力根本容许值〔kPa〕摩阻力标准值〔kPa〕②-1冲洪积中细砂13040②-2圆砾250120③-1全风化砂岩25060③-2强风化砂岩30090③-3-1中风化砂岩400130③-4-1微风化砂岩5001803.5结论与建议〔1〕拟建桥梁位于中环大道北段，横跨补洞沟。沟内因采石场开挖形成水坑及砂石堆，地形起伏较大，地面高程介于1363.20～1366.78m。场地除人为活动挖填形成水坑及砂石堆外，未见滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用发生，现状条件下岸坡处于稳定状态。桥位场地地形平坦开阔，沟谷顺直平缓，高差较小，岸坡稳定。勘探区内未发现新构造运动迹象，亦未见不良地质作用，工程场地是稳定、良好的建设场地，适宜进行工程建设。〔2〕根据勘探揭露，拟建工程场地地层结构较为简单，自上而下地基土主要由第四系冲洪积中细砂、圆砾及白垩系砂岩组成。地层分布较稳定，有较好的桩基持力层，工程地质条件良好。〔3〕场地地下水属第四系孔隙潜水，主要赋存于补洞沟冲洪积成因的砂类土及砾石层中，水量较丰富。地下水埋深一般为0.6～2.0m，相应高程1364.19～1363.98m。场地全风化砂岩，裂隙较发育，赋存少量基岩裂隙水，水量极小。根据水质简分析试验结果，依据《岩土工程勘察标准》(GB50021-2001)中的有关规定，按I类环境类型，具干湿交替作用判定，地下水对混凝土结构不具腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性；地表水对混凝土结构具弱腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。根据《公路工程地质勘察标准》〔JTJ064-98〕，按I类环境判定，钻孔地下水、地表水对混凝土均不具腐蚀性。〔4〕地基岩土承载力根本容许值和土的侧摩阻力标准值见表3.4.2。〔5〕根据《中国地震动峰值加速度区划图》及《建筑抗震设计标准》，本区抗震设防烈度为7度，设计根本加速度值为0.10g，所属的设计地震分组为第三组，场地属Ⅱ类场地。〔6〕根据桥位区的地层及岩性分布特点，建议采用桩根底，以中风化砂岩③-3作为桩端持力层，成桩方式可选择机械成孔钻孔灌注桩。〔7〕桩基持力层为风化砂岩，具有遇水软化，强度大幅度降低的特性；在桩基施工中应采取相应护壁措施，防止塌孔现象发生。严格按标准、规程施工，加强沉渣等因素控制。工程桩施工完毕后，应对成桩质量进行检测，检测可采用动测法随机抽样，受检桩数应符合有关标准要求。〔8〕本区标准冻结深度按150cm考虑。4补洞沟二桥拟建的补洞沟二桥横跨补洞沟，大致以东西向连接拟建纬九路，桥梁与道路连接桩号范围K1+724.414～K1+789.494m，桥型为预应力混凝土连续梁桥，孔跨布置为20+23+20m，桥长63m。拟采用机械成孔钻孔灌注桩。见图4.-1：补洞沟二桥桥型图图4.-1补洞沟二桥桥型图4.1场地工程地质条件4.1.1场地地形地貌与不良地质作用拟建桥梁场地微地貌单元属补洞沟河漫滩。沟内因乱掘造路形成水坑及砂石堆，地形略有起伏，地面高程介于1349.21～1350.93。桥梁西侧因采石场开挖形成水塘，水深0.2～0.7m；东端地形呈缓坡状，高程略高于沟底约1.0m。场地地形地貌见图4.1.1-1：补洞沟二桥场址全貌。场地除人为活动挖填形成水坑及砂石堆外，未见滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用发生；沟谷两岸岸坡现处于稳定状态。图4.1.1-1：补洞沟二桥场址全貌4.1.2水文地质条件根据勘察结果，在各钻孔内均揭露地下水，地下水属第四系孔隙潜水，主要赋存于补洞沟冲洪积成因的砂类土及砾石层中，水量较丰富。地下水埋深一般为0.2～1.2m，高程介于1349.84～1349.73m。在低洼处地下水出露，形成水坑，水深小于0.1m。桥址西侧小型流水冲沟宽越1.5m，水深小于0.3m。场地全风化砂岩，裂隙较发育，赋存少量基岩裂隙水，水量极小。4.1.3场地地层结构根据勘探揭露，拟建工程场地地层结构较为简单，自上而下地基土主要由第四系冲洪积中细砂、圆砾及白垩系砂岩组成。依据野外钻探、测试及土工试验分析结果，将各地层岩性特征与分布状况综述如下：②-1中细砂(Q4al+pl)：褐黄色～黄褐色，主要成份为石英、长石等，含暗色矿物，颗粒次棱角状，分选中等。稍湿～饱和，松散～稍密状态。②-2圆砾(Q4al+pl)：杂色，以灰白色、青灰色为主，母岩成份主要以砂岩为主，颗粒呈亚圆形，磨圆度较好，分选性差，以混砂充填。圆砾粒径一般为0.5～2cm，偶见大于5cm的颗粒。该层呈松散～中密状。③-1全风化砂岩(K2)：棕红色、褐红色夹灰白色条带，全风化状，以细砂岩为主。钻进容易，岩芯呈砂土状，手捏即成散体，遇水即软化崩解。该层埋深0.5～2.3m，相应高程1348.71～1346.53m，层厚一般为1.6～2.3m。③-2强风化砂岩(K2)：棕红色、褐红色夹灰白色条带，强风化状，以细砂岩为主，夹薄层中粗砂岩及砂砾岩。钻进容易，岩芯呈长柱状，断面参差不齐，风化裂隙较发育，岩体遇水软化，为极软岩。层面埋深2.1～4.4m，相应高程1347.11～1346.53m。③-3-1中风化砂岩(K2)：灰白色、淡灰绿色夹褐红色条带，中风化状，倾角10～15o，以细砂岩为主，夹薄层中粗砂岩及泥岩薄层，局部夹硬质砂岩，钻进进尺较慢，岩芯呈长柱状，断面较齐，风化裂隙不发育。层面埋深15.4～17.3m，相应高程1334.95～1333.63m，层厚介于18.3～20.3m。③-4-1微风化砂岩(K2)：灰白色、淡灰绿色，偶夹褐红色条带，微风化状，倾角10～15o，以细砂岩为主，夹薄层中粗砂岩及泥岩薄层。钻进进尺慢，岩芯呈长柱状，断面整齐，风化裂隙不发育。本层埋深34.1～38.2m，相应高程1315.11～1312.73m，本次勘探未揭穿该层。4.2场地地震效应4.2.1剪切波速测试及场地类别划分本次勘察在场区进行了波速测试，其试验结果见图4.2.1和表4.2.1。图4.2.1EQ4剪切波速频散曲线深度(m)波速〔m/s〕深度(m)波速〔m/s〕深度(m)波速〔m/s〕114011260214082172122802241232041329223424420414304244405232153122546862441633226720817352278220183722892281938029102482039230表4.2.1可知，测试点覆盖层厚度26m，岩土层等效剪切波速值250m/s，场地土属中硬～中软场地土，综合判定工程场地类别为Ⅱ类。4.2.2场地抗震设计参数拟建场地的地层结构比拟简单，上部为第四纪松散堆积物，主要为砂类土，厚度0.5～2.3m，其下部地层为白垩系砂岩，厚度大于100m。根据《中国地震动峰值加速度区划图》及《建筑抗震设计标准》，本区抗震设防烈度为7度，设计根本加速度值为0.10g，所属的设计地震分组为第三组。4.2.3砂土液化评价本工程场地沟内因采石场的采挖，沟内冲洪积中细砂已根本挖除，残存中细砂层厚度小于1.0m，且在施工中将挖除该层，可不考虑饱和砂土液化问题。4.3场地工程性质分析与评价4.3.1地基岩土物理力学性质分析与评价4.3.1.1、地基土原位测试1〕重型动力触探试验为评价场地圆砾层的密实程度和均匀性，进行了N63.5重型动力触探试验。试验结果统计详见表4.3.1-1。圆砾②-2动力触探试验结果统计表实测值〔J/10cm〕修正值〔J/10cm〕统计数22统计数22最大值15最大值14.7最小值3最小值3平均值6.9平均值6.87密实程度松散～中密密实程度松散～中密动力触探试验统计结果说明，场地圆砾层密实程度不均匀，动探击数变化范围较大。随深度增加，动探击数无明显规律性，圆砾多呈稍密～中密状态，局部稍密状。本次勘探亦在全风化砂岩中进行了N63.5重型动力触探试验。试验结果统计详见表4.3.1-2。全风化砂岩③-1动力触探试验结果统计表实测值〔J/10cm〕修正值〔J/10cm〕统计数8统计数8最大值8最大值8最小值4最小值4平均值6平均值6.0密实程度松散～稍密密实程度松散～稍密动力触探统计结果说明，随深度增加，动探击数略有增加，全风化砂岩呈松散～稍密状态。2〕颗粒分析试验为评价地基土颗粒组成，对中细砂层及圆砾层分别采取扰动样进行颗粒分析试验，根据试验结果，砂层颗粒组成不均匀，主要以中砂及细砂为主，局部为粗砂。圆砾中砾石含量分布不均，局部样品颗分定名为砾砂。详见附表：土工实验成果报告表。4.3.1.2地基岩土物理力学性质室内试验为了解桥址场地地基岩土的物理力学性质，对该场地中风化和微风化砂岩的物理力学性质进行室内岩石试验，其试验结果见附表：岩石试验成果表。根据试验结果，对各层地基岩土的物理力学性质进行分层统计，其统计结果表4.3.1-3和表4.3.1-4。中风化砂岩③-3物理力学指标统计表统计工程块体密度g/cm3干块体密度g/cm3含水率％单向抗压强度(MPa)软化系数饱和天然枯燥统计频数4444444最大值2.442.2211.960.182.4911.930.04最小值2.332.086.740.031.563.340.01平均值2.392.1710.000.131.887.250.02微风化砂岩③-4物理力学指标统计表统计工程块体密度g/cm3干块体密度g/cm3含水率％单向抗压强度(MPa)软化系数饱和天然枯燥统计频数4444444最大值2.372.1712.180.172.9012.60.03最小值2.352.089.150.041.444.930.01平均值2.342.1210.340.092.148.110.01统计结果说明，中风化砂岩块体密度平均值2.39g/cm3，饱和状态单向抗压强度0.13MPa，枯燥状态单向抗压强度7.25MPa，软化系数0.02，属可软化的极软岩，岩体根本质量等级为Ⅴ类。微风化砂岩块体密度平均值2.34g/cm3，饱和状态单向抗压强度0.09MPa，枯燥状态单向抗压强度8.11MPa，软化系数0.01，属可软化的极软岩，岩体根本质量等级为Ⅴ类。由统计表可知：风化砂岩具有遇水软化，强度大幅度降低的特性，岩石试样含水量变化对其强度有较大影响。4.3.2地下水与地基土腐蚀性试验与评价根据一组钻孔地下水及一组地表水水样水质简分析结果〔见附表：水质分析试验成果表〕，地下水腐蚀性评价如下：本场地钻孔地下水属HCO3-Ca·Mg型水，PH值8.37，SO42-含量85.01mg/l，Cl-含量17.37mg/l；地表水属HCO3-Ca·Mg型水，PH值8.37，SO42-含量43.71mg/l，Cl-含量24.46mg/l。依据《岩土工程勘察标准》(GB50021-2001)中的有关规定，按I类环境类型，具干湿交替作用判定，地下水和地表水对混凝土结构不具腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。根据《公路工程地质勘察标准》〔JTJ064-98〕，按I类环境判定，地下水、地表水对混凝土均不具腐蚀性。4.4桩基分析与评价4.4.1桩基持力层的选择拟建补洞沟二桥是跨径短、荷载小、对不均匀沉降要求较高的中型桥梁。考虑到河流冲刷及浅部地基土分布不均匀，工程性质较差，采用桩根底将上部荷载传递于深部强度高、分布连续且稳定的地基土上，是拟建桥梁较理想的根底型式。分布于拟建场地中部的中风化砂岩③-3，层面一般埋深15.4～17.3m，相应高程1334.95～1333.63m，层厚介于18.3～20.3m。该层强度较高，层位较稳定，分布连续，厚度较大，在保证平安、经济的条件下，本层是较理想的根底持力层。分布于拟建场地下部的微风化砂岩③-4层，层面埋深一般为34.1～38.2m，相应高程1315.11～1312.73m。该层强度高，层位稳定，分布连续，是良好的根底持力层。根据桥位区的地层及岩性分布特点，建议采用桩根底，以中风化砂岩③-3作为桩端持力层，桩端进入中风化砂岩深度不宜小于3d〔d为桩的直径〕。成桩方式可选择机械成孔钻孔灌注桩。4.4.2桩基设计参数确实定当采用机械成孔钻孔灌注桩根底时，根据原位测试和室内试验成果，按照《公路桥涵地基与根底设计标准》〔JTGD63--2007〕的规定，确定各岩土层的承载力根本容许值及钻孔桩桩侧土的摩阻力标准值见表4.4.2。地基岩土承载力根本容许值及土的摩阻力标准值地层名称承载力根本容许值〔kPa〕摩阻力标准值〔kPa〕②-1冲洪积中细砂13040②-2圆砾250120③-1全风化砂岩25060③-2强风化砂岩30090③-3-1中风化砂岩400130③-4-1微风化砂岩5001804.5结论与建议〔1〕拟建补洞沟二桥横跨补洞沟，微地貌单元属补洞沟河漫滩。沟内因乱掘造路形成水坑及砂石堆，地形略有起伏，地面高程介于1349.21～1350.93m，桥梁西侧因采石场开挖形成水塘，水深0.2～1.0m，东侧地形呈缓坡状，高程略高于沟底约1.0m。场地除人为活动挖填形成水坑及砂石堆外，未见滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用发生。桥位场地地形平坦开阔，沟谷顺直平缓，高差较小，岸坡稳定。勘探区内未发现新构造运动迹象，亦未见不良地质作用，工程场地是稳定、良好的建设场地，适宜进行工程建设。〔2〕根据勘探揭露，拟建工程场地地层结构较为简单，自上而下地基土主要由第四系冲洪积中细砂、圆砾及白垩系砂岩组成。地层分布较稳定，有较好的桩基持力层，工程地质条件良好。〔3〕场地地下水属第四系孔隙潜水，主要赋存于补洞沟冲洪积成因的砂类土及砾石层中，水量较丰富。地下水埋深一般为0.3～1.2m，相应高程1349.84～1349.73m。在低洼处地下水出露，形成水坑，水深小于0.1m。场地全风化砂岩，裂隙较发育，赋存少量基岩裂隙水，水量极小。根据水质简分析试验结果，依据《岩土工程勘察标准》(GB50021-2001)中的有关规定，按I类环境类型，具干湿交替作用判定，地下水和地表水对混凝土结构不具腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。根据《公路工程地质勘察标准》〔JTJ064-98〕，按I类环境判定，钻孔地下水、地表水对混凝土均不具腐蚀性。〔4〕地基岩土承载力根本容许值和土的侧摩阻力标准值见表4.4.2。〔5〕根据《中国地震动峰值加速度区划图》及《建筑抗震设计标准》，本区抗震设防烈度为7度，设计根本加速度值为0.10g，所属的设计地震分组为第三组，场地属Ⅱ类场地。〔6〕根据桥位区的地层及岩性分布特点，建议采用桩根底，以中风化砂岩③-3作为桩端持力层成桩方式可选择机械成孔钻孔灌注桩。〔7〕桩基持力层为风化砂岩，具有遇水软化，强度大幅度降低的特性；在桩基施工中应采取相应护壁措施，防止缩孔和塌孔现象发生。严格按标准、规程施工，加强沉渣等因素控制。工程桩施工完毕后，应对成桩质量进行检测，检测可采用动测法随机抽样，受检桩数应符合有关标准要求。〔8〕本区标准冻结深度按150cm考虑。5补洞沟三桥拟建的补洞沟三桥横跨补洞沟，大致以西北－东西向连接拟建中环大道，桩号范围K8+568.129～K8+637.209m，桥型为预应力混凝土连续梁桥，孔跨布置为22m+25m+22m，桥长69m。拟采用机械成孔钻孔灌注桩。见图5-1：补洞沟三桥桥型图。图5-1：补洞沟三桥桥型图5.1场地工程地质条件5.1.1场地地形地貌与不良地质作用拟建桥位场地微地貌单元属补洞沟河漫滩。沟内因采石场开挖形成水坑及砂石堆，地形起伏较大，地面高程介于1337.173～1341.701m。东侧地形呈缓坡状，高程高于沟底约4.5m。场地地形地貌详见图5.1.1-1：补洞沟三桥场址全貌。场地除人为活动挖填形成水坑及砂石堆外，未见滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用发生。沟谷两岸岸坡现处于稳定状态。图5.1.1-1：补洞沟三桥场址全貌5.1.2水文地质条件根据勘察结果，在各钻孔内均揭露地下水，地下水属第四系孔隙潜水，主要赋存于补洞沟冲洪积成因的砂类土及砾石层中，水量较丰富。地下水埋深一般为0.8～3.7m，相应高程1338.01～1337.16m。在低洼处地下水出露，形成水坑，水深小于0.5m。场地全风化砂岩，裂隙较发育，赋存少量基岩裂隙水，水量极小。5.1.3场地地层结构根据勘探揭露，拟建工程场地地层结构较为简单，自上而下地基土主要由第四系冲洪积中细砂、圆砾及白垩系砂岩组成。依据野外钻探、测试及土工试验分析结果，将各地层岩性特征与分布状况综述如下：①中细砂(Q4eol)：褐黄色，风积成因，主要以细砂为主，局部夹中砂薄层，成分主要为石英，长石次之，含暗色矿物质，颗粒次棱角状，分选中等～差，含少量粘粒，稍湿、松散。②-1中细砂(Q4al+pl)：褐黄色～黄褐色，主要成份为石英、长石等,含暗色矿物，颗粒次棱角状，分选中等，局部夹有角砾及粉土薄层，薄层一般厚度0.1～0.5m。稍湿，松散～稍密状态。②-2圆砾(Q4al+pl)：杂色，以灰白色、青灰色为主，母岩成份主要以砂岩为主，颗粒呈亚圆形，磨圆度较好，分选性差，以混砂充填。圆砾粒径一般为0.5～2cm，偶见大于5cm的颗粒。该层呈松散～中密状。③-1全风化砂岩(K2)：棕红色、褐红色夹灰白色条带，全风化状，细砂岩为主。钻进容易，岩芯呈砂土状，手捏即成散体，遇水即软化崩解。该层埋深1.6～4.8m，高程介于1337.49～1334.79m。③-2强风化砂岩(K2)：棕红色、褐红色夹灰白色条带，强风化状，以细砂岩为主，夹薄层中粗砂岩及砂砾岩。钻进容易，岩芯呈长柱状，断面参差不齐，风化裂隙较发育，岩体遇水软化，为极软岩。本层埋深3.6～6.0m，高程变化介于1335.59～1335.38m之间。③-3-1中风化砂岩(K2)：灰白色、淡灰绿色夹褐红色条带，中风化状，倾角10～15o，以细砂岩为主，夹薄层中粗砂岩及泥岩薄层，局部夹硬质砂岩，钻进进尺较慢，岩芯呈长柱状，断面较齐，风化裂隙不发育。本层层面埋深16.20～18.10m，高程变化介于1323.56～1320.67m。③-3-2中风化砂砾岩(K2)：褐红色、紫红色，中风化状，该层以砂砾岩为主，夹薄层砂岩，砾石呈亚圆形，粒径一般为2～5cm，偶见大于10cm颗粒，颗粒含量大于50％。岩芯呈短柱状或散体。本层层面埋深20.30～28.80m，层面起伏较大，高程变化介于1317.26～1311.14m。③-4-1微风化砂岩(K2)：灰白色、淡灰绿色，偶夹褐红色条带，微风化状，倾角10～15o，以细砂岩为主，夹薄层中粗砂岩及泥岩薄层。钻进进尺慢，岩芯呈长柱状，断面整齐，风化裂隙不发育。本层埋深35.6～36.7m，相应高程1305.26～1303.24，本次勘探未揭穿该层。③-4-2微风化砂砾岩(K2)：褐红色、紫红色，中风化状，该层以砂砾岩为主，夹薄层砂岩，砾石呈亚圆形，粒径一般为2～5cm，偶见大于10cm颗粒，颗粒含量大于50％。钻进中钻杆跳动剧烈，岩芯呈短柱状或散体。5.2场地地震效应5.2.1剪切波速测试及场地类别划分本次勘察在场区进行了波速测试，其试验结果见图5.2.1和表5.2.1。由表5.2.1可知，测试点覆盖层厚度16m，岩土层等效剪切波速值303m/s，场地土属中硬～中软场地土，综合判定工程场地类别为Ⅱ类。图5.2.1SAQ11剪切波速频散曲线剪切波速Vs〔m/s〕测试成果表度(m)波速〔m/s〕深度(m)波速〔m/s〕深度(m)波速〔m/s〕1244113882160422761241622632318413440236544208144602467652321547625685627616512267007300175242783161854428934019560291036820588305.2.2场地抗震设计参数拟建场地的地层结构比拟简单，上部为第四纪松散堆积物，主要为砂类土，厚度2.1～4.1m，其下部地层为白垩系砂岩，厚度大于100m。根据《中国地震动峰值加速度区划图》及《建筑抗震设计标准》，本区抗震设防烈度为7度，设计根本加速度值为0.10g，所属的设计地震分组为第三组。5.2.3砂土液化评价本工程场地补洞沟内冲洪积中细砂已根本挖除，厚度小于1.0m；补洞沟南侧中细砂层厚度4.1m，地下水水位埋深3.7m。因此，本场地可不考虑饱和砂土液化问题。5.3场地工程性质分析与评价5.3.1地基岩土物理力学性质分析与评价5.3.1.1地基土原位测试1〕重型动力触探试验为评价场地圆砾层的密实程度和均匀性，进行了N63.5重型动力触探试验。试验结果统计详见表5.3.1-1。圆砾②-2动力触探试验结果统计表实测值〔J/10cm〕修正值〔J/10cm〕统计数32统计数32最大值17最大值16.1最小值4最小值4平均值9.8平均值9.6密实程度松散～中密密实程度松散～中密本次勘探亦在全风化砂岩中进行了N63.5重型动力触探试验。试验结果统计详见表5.3.1-2。全风化砂岩③-1动力触探试验结果统计表实测值〔J/10cm〕修正值〔J/10cm〕统计数8统计数8最大值9最大值8.9最小值5最小值5平均值6.625平均值6.4875密实程度松散～稍密密实程度松散～稍密圆砾②-2层动力触探统计结果说明，场地圆砾层密实程度不均匀，动探击数变化范围较大。随深度增加，动探击数无明显规律性，圆砾多呈松散～稍密状态。全风化砂岩③-1动力触探统计结果说明，随深度增加，动探击数略有增加，全风化砂岩呈松散～稍密状态。2〕颗粒分析试验为评价地基土颗粒组成，对中细砂层及圆砾层分别采取扰动样进行颗粒分析试验，根据试验结果，砂层颗粒组成不均匀，主要以中砂及细砂为主，局部为粗砂。圆砾中砾石含量分布不均，局部样品颗分定名为砾砂。详见附表：土工实验成果报告表。5.3.1.2地基岩土物理力学性质室内试验为了解桥址场地地基岩土的物理力学性质，对该场地中风化和微风化砂岩的物理力学性质进行室内岩石试验，其试验结果见附表：岩石试验成果表。根据试验结果，对各层地基岩土的物理力学性质进行分层统计，其统计结果表5.3.1-3和表5.3.1-4。中风化砂岩③-3物理力学指标统计表统计工程块体密度g/cm3干块体密度g/cm3含水率％单向抗压强度(MPa)软化系数饱和天然枯燥统计频数3333333最大值2.502.3612.080.282.8313.830.02最小值2.412.176.000.020.473.010.01平均值2.452.278.250.121.357.710.02统计结果说明，中风化砂岩块体密度平均值2.45g/cm3，饱和状态单向抗压强度0.12MPa，枯燥状态单向抗压强度7.71MPa，软化系数0.02，属可软化的极软岩，岩体根本质量等级为Ⅴ类。微风化砂岩③-4物理力学指标统计表统计工程块体密度g/cm3干块体密度g/cm3含水率％单向抗压强度(MPa)软化系数饱和天然枯燥统计频数2222222最大值2.412.1711.140.051.067.080.02最小值2.382.1410.880.040.882.840.01平均值2.392.1511.010.050.974.960